CN114892010B - 一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法 - Google Patents
一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114892010B CN114892010B CN202210799363.0A CN202210799363A CN114892010B CN 114892010 B CN114892010 B CN 114892010B CN 202210799363 A CN202210799363 A CN 202210799363A CN 114892010 B CN114892010 B CN 114892010B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- aluminum ash
- treatment method
- secondary aluminum
- desalination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 112
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 claims abstract description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 7
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 claims description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 abstract description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 11
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/24—Sulfates of ammonium
- C01C1/242—Preparation from ammonia and sulfuric acid or sulfur trioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0015—Obtaining aluminium by wet processes
- C22B21/0023—Obtaining aluminium by wet processes from waste materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/007—Wet processes by acid leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/008—Wet processes by an alkaline or ammoniacal leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明属于铝工业危险废物处理技术领域,具体涉及一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法。该方法以碱、酸联合分选方法强化铝灰脱氮除盐过程,并采用微波促进铝灰水解反应,达到脱氮除盐的目的,将铝灰无害化处理的同时得到高纯氧化铝材料。通过本技术方案,能够完全实现活性组分的解离和盐组分的浸出,制得的高纯氧化铝材料杂质含量少,产品纯度较原湿法工艺提升明显,可以作为包括刚玉、电解铝的优质铝质原料;无次生废物产生,筛分得到的金属铝片供给金属铝生产,蒸发结晶得到的混合盐作为铝加工的助熔剂,氨气通过稀硫酸吸收得到的硫酸铵作为产品外售处理,完全实现了铝灰的资源再利用。
Description
技术领域
本发明涉及铝工业危险废物处理技术领域,具体涉及一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法。
背景技术
铝灰是铝电解和铝加工过程中产生的一种危险废物,主要成分为金属铝及其氧化物、氮化铝(AlN)、氟化物、无机盐等,具有较高的回收利用价值。铝灰又分为一次铝灰和二次铝灰,其中,原铝生产或再加工过程中产生不熔于铝液的浮渣,称为一次铝灰;一次铝灰回收过程中产生的灰渣,称为二次铝灰。因一次铝灰在回收金属铝时需加入氯化盐等添加剂,产生的二次铝灰中含大量的盐分,故又称盐饼。
铝灰无害化处理的关键在于二次铝灰的无害化处理,二次铝灰无害化处理的主要目的是脱除二次铝灰中的氮、氟和盐,在进行无害化处理的同时,得到杂质成分较低的高值物料。
现有二次铝灰无害化处理的主要方法有:湿法处理工艺和火法处理工艺;其中,火法处理工艺是将铝灰中的有害成分通过高温烧结的方式排除,该方法工艺简单,但能耗较高,辅料消耗量大,焙烧后的烟气处理难度高,脱氮脱盐不完全;湿法处理工艺利用铝灰水解反应,脱除氮和可溶性盐。
二次铝灰常规的湿法处理工艺采用水作为溶剂,能够部分实现活性组分的解离和盐组分的浸出,但存在如下不足之处:
1、氮化铝水解程度不够,盐组分脱除率不高,产品杂质较高,影响产品高值化利用;
2、反应时间长,需要多段连续反应,投资成本较高,占地面积较大;
3、二次污染控制难度大,氨气存在逸散的风险,同时废水产生量大,处置成本高,从而影响该技术的推广利用。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明提供一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,该方法以碱、酸联合分选方法强化铝灰脱氮除盐过程,并采用微波促进铝灰水解反应,杂质去除率高,无次生废物产生,能够有效实现二次铝灰的高值资源化利用。
本发明公开了一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,包括:
步骤1、将二次铝灰进行破碎、筛分,获得筛上物金属铝片;
步骤2、将步骤1得到的筛下物与外加剂、水投加到调浆罐中,进行微波强化水解反应,反应产生的废气经过烟气处理后达标排放;
步骤3、待反应结束,将料浆过滤,清水洗涤数次,分离出滤液和无机骨料,分离出的无机骨料检测氮、氟含量,不满足环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应,满足要求则作为产品外售处理;
步骤4、向步骤3得到的滤液加入pH调节剂,控制调整pH值,直至反应结束;
步骤5、将步骤4得到的料浆进行固液分离,分离后的固相经压滤、烘干,得到高纯氧化铝材料;分离后的液相经蒸发结晶,得到混合盐。
作为本发明的进一步改进,所述步骤1中二次铝灰破碎的粒度为100~200目。
作为本发明的进一步改进,所述步骤2中外加剂为可溶碱性盐或酸,所述可溶碱性盐包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或多种,所述酸包括盐酸、硫酸中的一种,所述外加剂的添加量为所述筛下物质量的2.0~10.0%。
作为本发明的进一步改进,所述步骤2中水的添加量为所述筛下物质量的2~10倍。
作为本发明的进一步改进,所述步骤2中微波的设定功率为100~800W。
作为本发明的进一步改进,所述步骤2中的水解条件为:水浸温度为50~100℃,pH值为4~5或8~10,反应时间为1~5h。
作为本发明的进一步改进,所述步骤3中对过滤的滤料反复冲洗2~4次,洗水返回到步骤2中循环使用。
作为本发明的进一步改进,所述步骤4中调整的pH值为6~7。
作为本发明的进一步改进,所述步骤5中高纯氧化铝材料可以作为包括刚玉、电解铝的优质铝质原料,所述混合盐作为铝加工的助熔剂返回到铝工业生产中。
作为本发明的进一步改进,所述步骤2中废气的主要成分为氨气、少量氢气和甲烷,所述氨气通过稀硫酸吸收得到硫酸铵作为产品外售处理,所述氢气和甲烷通过锅炉燃烧得到蒸汽,处理后的气体达标排放。
作为本发明的进一步改进,锅炉燃烧得到蒸汽,用于步骤5分离得到的液相的蒸发结晶。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明采用以碱、酸联合分选方法强化铝灰脱氮除盐过程,并采用微波促进铝灰水解反应,微波可减弱物质的化学键稳定性,降低反应表观活化能,加速铝灰水解反应的进行,通过上述方法处理后的铝灰氮脱除率达到100%,盐脱除率达到95%以上;
2、本发明采用多种技术措施强化脱氮除盐过程,制得的高纯氧化铝材料杂质含量少,产品纯度较原湿法工艺提升明显,产品价值高,可以作为生产刚玉、电解铝等的优质铝质原料;
3、本发明工艺过程中无次生废物产生,筛分得到的金属铝片供给金属铝生产,蒸发结晶得到的混合盐作为铝加工的助熔剂,氨气通过稀硫酸吸收得到的硫酸铵作为产品外卖,完全实现了废物的资源再利用;
4、本发明给出了较完整的二次铝灰湿法处理工艺路线,工艺过程中产生的冲洗水、蒸发结晶水回用至水解环节,废气锅炉燃烧得到的蒸汽回用于液相蒸发结晶环节,处理后的废气达标排放,实现了清洁生产的目的。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述:
如图1所示,本发明提供一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,包括:
步骤1、对二次铝灰进行破碎磨细、筛分,获得筛上物金属铝颗粒;其中,
二次铝灰的粒径范围为1~3mm;
二次铝灰破碎磨细至平均粒度为100~200目;
筛上物供给金属铝生产,筛下物进入下一道水解工序。
步骤2、将步骤1得到的筛下物与外加剂、水投加到调浆罐中,进行微波强化水解反应,反应产生的废气经过烟气处理后达标排放;
外加剂为可溶碱性盐或酸,所述可溶碱性盐包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或多种,所述酸包括盐酸、硫酸中的一种,所述外加剂的添加量为所述筛下物质量的2.0~10.0%。
水的添加量为所述筛下物质量的2~10倍,微波的设定功率为100~800W。
其他水解条件为:水浸温度为50~100℃,pH值为4~5或8~10,反应时间为1~5h。
步骤3、待反应结束,将料浆过滤,清水洗涤数次,分离出滤液和无机骨料,分离出的无机骨料检测氮、氟含量,不满足当前环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应,满足要求则作为产品外售处理;其中,
对过滤的滤料反复冲洗2~4次,洗水返回到步骤2中循环使用。
步骤4、将步骤3得到的滤液加入pH调节剂,控制调整pH值,直至反应结束;其中,调整的pH值为6~7。
步骤5、将步骤4得到的料浆进行固液分离,分离后的固相经压滤、烘干,得到高纯氧化铝材料,分离后的液相经蒸发结晶,得到混合盐;其中,
高纯氧化铝材料可以作为包括刚玉、电解铝的优质铝质原料,混合盐作为铝加工的助熔剂返回到铝工业生产中。
步骤6、将步骤2中产生的废气依次进行氨气吸收和锅炉燃烧后,处理后的气体达标排放;其中,
废气的主要成分为氨气、少量氢气和甲烷;
废气中的氨气通过稀硫酸吸收得到硫酸铵,硫酸铵可作为产品外卖;
废气中的氢气和甲烷通过锅炉燃烧得到蒸汽,蒸汽回用于步骤5的液相蒸发结晶;
处理后的气体达标排放。
以四川某地的二次铝灰为原料,主要特征污染物AlN含量24%,氟化物含量8%,其化学成分如表1所示,并开展实施例1~3。
表1
实施例1:
本发明提供一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,包括:
S11、将二次铝灰磨细到150目粒级,获得筛上物金属铝片;
S12、外加剂、水投加到调浆罐中,进行微波强化水解反应,其中,碳酸钠外加剂的添加量为10.0%,液固比为5:1,微波设定功率为500W,水浸温度为60℃,pH值为8,反应时间为2h;
S13、待反应结束,将料浆过滤,对过滤的滤料反复冲洗2~4次,分离出滤液、无机骨料,分离出的无机骨料检测氮、氟含量,不满足环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应,满足要求则作为产品外售处理;
S14、将步骤3得到的滤液加入pH调节剂,调整的pH值为7,直至反应结束;
S15、得到的料浆进行固液分离,分离后的固相经水洗、压滤、50℃恒温烘干,得到高纯氧化铝材料;分离后的液相经蒸发结晶,得到混合盐;其中,高铝无机材料烘干后测量氮、氟含量,计算二次铝灰氮脱除率、氟脱除率。
结论:
试验中得到的烘干滤渣(高纯氧化铝材料),氮脱除率100%,氟脱除率96.4%,氟的浸出浓度为0.82mg/L,远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中规定的100mg/L,采用X射线衍射仪分析烘干滤渣的物相组成,主要物相中不存在AlN。
实施例2:
本发明提供一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,包括:
S11、将二次铝灰磨细到150目粒级,获得筛上物金属铝片;
S12、外加剂、水投加到调浆罐中,进行微波强化水解反应,其中,氢氧化钠外加剂的添加量为5.0%,液固比为5:1,微波设定功率为500W,水浸温度为60℃,pH值为10,反应时间为2h;
S13、待反应结束,将料浆过滤,对过滤的滤料反复冲洗2~4次,分离出滤液、无机骨料,分离出的无机骨料检测氮、氟含量,不满足环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应,满足要求则作为产品外售处理;
S14、将步骤3得到的滤液加入pH调节剂,调整的pH值为7,直至反应结束。
S15、得到的料浆进行固液分离,分离后的固相经水洗、压滤、50℃恒温烘干,得到高纯氧化铝材料;分离后的液相经蒸发结晶,得到混合盐;其中,高铝无机材料烘干后测量氮、氟含量,计算二次铝灰氮脱除率、氟脱除率。
结论:
试验中得到的烘干滤渣(高纯氧化铝材料),氮脱除率100%,氟未检出,采用X射线衍射仪分析烘干滤渣的物相组成,主要物相中不存在AlN。
实施例3:
本发明提供一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,包括:
S11、将二次铝灰磨细到150目粒级,获得筛上物金属铝片;
S12、外加剂、水投加到调浆罐中,进行微波强化水解反应,其中,盐酸外加剂浓度为5mol/L,液固比为5:1,微波设定功率为500W,水浸温度为80℃,pH值为4,反应时间为2h;
S13、待反应结束,将料浆过滤,对过滤的滤料反复冲洗2~4次,分离出滤液、无机骨料,分离出的无机骨料检测氮、氟含量,不满足环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应,满足要求则作为产品外售处理;
S14、将步骤3得到的滤液加入pH调节剂,调整的pH值为7,直至反应结束。
S15、得到的料浆进行固液分离,分离后的固相经水洗、压滤、50℃恒温烘干,得到高纯氧化铝材料;分离后的液相经蒸发结晶,得到混合盐;其中,高铝无机材料烘干后测量氮、氟含量,计算二次铝灰氮脱除率、氟脱除率。
结论:
试验中得到的烘干滤渣(高纯氧化铝材料),氮脱除率100%,氟未检出,采用X射线衍射仪分析烘干滤渣的物相组成,主要物相中不存在AlN。
本发明的优点为:
1、本发明采用以碱、酸联合分选方法强化铝灰脱氮除盐过程,并采用微波促进铝灰水解反应,微波可减弱物质的化学键稳定性,降低反应表观活化能,加速铝灰水解反应的进行,通过上述方法处理后的铝灰氮脱除率达到100%,盐脱除率达到98%以上;
2、本发明采用多种技术措施强化脱氮除盐过程,制得的高纯氧化铝材料杂质含量少,产品纯度较原湿法工艺提升明显,产品价值高,可以作为刚玉、电解铝等高端的铝质原料;
3、本发明工艺过程中无次生废物产生,筛分得到的金属铝片供给金属铝生产,蒸发结晶得到的混合盐作为铝加工的助熔剂,氨气通过稀硫酸吸收得到的硫酸铵作为产品外卖,完全实现了废物的资源再利用;
4、本发明给出了较完整的二次铝灰湿法处理工艺路线,工艺过程中产生的冲洗水、蒸发结晶水回用至水解环节,废气锅炉燃烧得到的蒸汽回用于液相蒸发结晶环节,处理后的废气达标排放,实现了清洁生产的目的。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法,其特征在于,包括:
步骤1、将二次铝灰进行破碎、筛分,获得筛上物金属铝片;
步骤2、将步骤1得到的筛下物与外加剂、水投加到调浆罐中,进行微波强化水解反应,反应产生的废气经过烟气处理后达标排放;其中,所述外加剂为可溶碱性盐或酸,所述外加剂的添加量为所述筛下物质量的2.0~10.0%,所述水的添加量为所述筛下物质量的2~10倍,所述微波的设定功率为100~800W;水解条件为:水浸温度为50~100℃,pH值为4~5或8~10,反应时间为1~5h;
步骤3、待反应结束,将料浆过滤,清水洗涤数次,洗水返回到步骤2中循环使用;分离出滤液和无机骨料,分离出的无机骨料检测氮、氟含量,不满足环保要求则返回到步骤2重新进行水解反应,满足要求则作为产品外售处理;
步骤4、向步骤3得到的滤液加入pH调节剂,控制调整pH值为6~7,直至反应结束;
步骤5、将步骤4得到的料浆进行固液分离,分离后的固相经压滤、烘干,得到高纯氧化铝材料;分离后的液相经蒸发结晶,得到混合盐。
2.如权利要求1所述的二次铝灰处理方法,其特征在于,所述步骤1中二次铝灰破碎的粒度为100~200目。
3.如权利要求1所述的二次铝灰处理方法,其特征在于,所述可溶碱性盐包括碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠中的一种或多种,所述酸包括盐酸、硫酸中的一种。
4.如权利要求1所述的二次铝灰处理方法,其特征在于,所述步骤3中对过滤的滤料反复冲洗2~4次。
5.如权利要求1所述的二次铝灰处理方法,其特征在于,所述步骤5中高纯氧化铝材料可以作为包括刚玉、电解铝的优质铝质原料,所述混合盐作为铝加工的助熔剂返回到铝工业生产中。
6.如权利要求1所述的二次铝灰处理方法,其特征在于,所述步骤2中废气的主要成分为氨气、少量氢气和甲烷,所述氨气通过稀硫酸吸收得到硫酸铵作为产品外售处理,所述氢气和甲烷通过锅炉燃烧得到蒸汽用于步骤5分离得到的液相的蒸发结晶,处理后的气体达标排放。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210799363.0A CN114892010B (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210799363.0A CN114892010B (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114892010A CN114892010A (zh) | 2022-08-12 |
CN114892010B true CN114892010B (zh) | 2022-10-25 |
Family
ID=82730312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210799363.0A Active CN114892010B (zh) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | 一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114892010B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115491515A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-20 | 河南明泰科技发展有限公司 | 一种用于炼钢精炼渣低氮惰性氧化铝材料的制备方法 |
CN115921501A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-04-07 | 重庆煅鼎环境科技有限公司 | 一种湿法干法联合脱氮除盐固氟的二次铝灰处理方法 |
CN116375367A (zh) * | 2023-02-15 | 2023-07-04 | 福建榕昌达环保科技有限公司 | 一种基于再生铝二次铝灰的低氯高铝校正料、生产和用途 |
CN116693307B (zh) * | 2023-08-07 | 2023-10-27 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种利用铝灰制备轻质耐火材料的方法及制品 |
CN117585700A (zh) * | 2024-01-17 | 2024-02-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种二次铝灰脱氮除氟及分质利用的方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043615A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Alumitech Of Cleveland, Inc. | Recovery of products from non-metallic products derived from aluminum dross |
CN108585826A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-09-28 | 东北大学 | 利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法 |
CN111874931A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-03 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 一种二次铝灰无害化处置工艺 |
CN112553471A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-26 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种外场强化手段脱除铝灰中氟化物的方法 |
CN113428876A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-09-24 | 杭州逐真科技有限公司 | 一种二次铝灰无害化及全元素资源化的系统及工艺 |
CN113716591A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-30 | 河南同本科技有限公司 | 一种铝灰回收再利用方法 |
CN114671636A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-06-28 | 济南大学 | 一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理的方法 |
-
2022
- 2022-07-08 CN CN202210799363.0A patent/CN114892010B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999043615A1 (en) * | 1998-02-25 | 1999-09-02 | Alumitech Of Cleveland, Inc. | Recovery of products from non-metallic products derived from aluminum dross |
CN108585826A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-09-28 | 东北大学 | 利用二次铝灰制备镁铝尖晶石的方法 |
CN111874931A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-03 | 辽宁忠旺集团有限公司 | 一种二次铝灰无害化处置工艺 |
CN112553471A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-26 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种外场强化手段脱除铝灰中氟化物的方法 |
CN113428876A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-09-24 | 杭州逐真科技有限公司 | 一种二次铝灰无害化及全元素资源化的系统及工艺 |
CN113716591A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-30 | 河南同本科技有限公司 | 一种铝灰回收再利用方法 |
CN114671636A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-06-28 | 济南大学 | 一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
《二次铝灰水解渣分质利用研究》;黄形中 等;《轻金属》;20220131(第1期);第41页左栏第1段、第42页左栏第2段和第46页左栏第3段 * |
《超声波强化高效水解二次铝灰的无害处置》;洪旭鸿;《化学工程与装备》;20211231(第12期);第30段左栏第4-5段 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114892010A (zh) | 2022-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114892010B (zh) | 一种强化脱氮除盐的二次铝灰处理方法 | |
CN110194474B (zh) | 利用铝灰生产聚合氯化铝和铝酸钙的工艺方法 | |
CN110217810B (zh) | 一种高效回收铝灰中有价元素的方法 | |
CN113105138B (zh) | 垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液蒸发分质结晶的处理方法及系统 | |
CN112692042B (zh) | 一种铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统 | |
CN111233019A (zh) | 一种铝电解槽废旧阴极和铝灰的环保处理方法 | |
CN111348669B (zh) | 一种六氟铝酸钠的制备方法 | |
CN101309761A (zh) | 含氯废弃物的处理方法及处理装置 | |
CN112340759A (zh) | 一种利用二次铝灰制备聚合氯化铝并回收硅单质的方法 | |
CN109876630B (zh) | 一种用碱性废渣治理二氧化硫烟气并回收锡锑金属及亚硫酸钠晶体的方法 | |
CN107185554A (zh) | 一种废scr脱硝催化剂清洁再利用的方法 | |
CN116984343B (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰资源化利用系统及工艺 | |
CN110218859A (zh) | 中温隧道式固态活化提取废脱硝催化剂有价元素的方法 | |
CN112266063A (zh) | 一种由再生铝二次铝灰制备聚合氯化铝净水剂的方法 | |
CN112194159A (zh) | 一种二次铝灰无害化再利用处理工艺 | |
CN113428876A (zh) | 一种二次铝灰无害化及全元素资源化的系统及工艺 | |
CN111744922A (zh) | 一种垃圾焚烧过程中的飞灰处理工艺 | |
CN114890443A (zh) | 一种含锂废料高值利用的系统工艺方法 | |
CN109133028A (zh) | 一种用碱法处置电解槽废阴极炭块资源化的方法 | |
CN112553470B (zh) | 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法 | |
CN115889405A (zh) | 一种垃圾焚烧烟气协同处理飞灰资源化利用系统及方法 | |
CN115351046A (zh) | 一种铝灰无害化及资源化处理系统及运行调控方法 | |
CN114602926A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰资源化处理的装置及工艺 | |
CN208308584U (zh) | 一种氯化钛渣滤液膜集成处理装置 | |
CN113230844A (zh) | 一种综合利用水泥窑旁路放风收尘灰的方法和系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230607 Address after: 100095 Beijing Haidian District Dijin Road 9 Courtyard 13 Building-1-4 Floor 101 Inner Floor Patentee after: Beijing GeoEnviron Engineering & Technology, Inc. Patentee after: Jingyuan high energy environmental new material technology Co.,Ltd. Address before: 100095 floor 1, No.13 building, yard 9, Dijin Road, Haidian District, Beijing Patentee before: Beijing GeoEnviron Engineering & Technology, Inc. |